NaI（Tl）便携式γ谱仪研制

论文摘要

针对天然放射性铀系、钍系及40k及人工放射性核素137Cs、60Co等的快速测量，研制了一款便携式NaI（Tl）γ能谱仪。主要应用于放射性环境监测和事故应急测量等领域。谱仪系统以数字化、模块化和智能化思路为核心进行设计，谱仪系统的高压、放大倍数、ADC上下阈值、道数选择、零点设置等参数完全通过计算机数字化设置；谱仪系统的数据获取等工作可独立于计算机，可大大节省系统资源；谱仪由三个部分组成：γ探测器、便携式脉冲幅度分析器，谱数据采集及控制软件。γ探测器与便携式脉冲幅度分析器通过电缆连接，实现γ辐射的探测功能；便携式脉冲幅度分析器由低压电源、程控高压电源、程控放大器、脉冲幅度分析器及控制系统等组成，实现探测器供电、仪器参数存储、谱数据获取处理及通讯等功能；数据采集及控制软件系统安装在笔记本电脑中，实现仪器的参数设置、谱图获取及显示、仪器测量及参数设置控制等功能。测试结果表明：γ探测器在标准铅室的本底为2.6cps并能正常获取到现场谱数据；便携式脉冲幅度分析器的实现了参数设置及控制功能；系统软件实现了谱图的获取及显示功能；整个系统协调工作正常，验证了本设计的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外发展历史及现状
• 1.3 课题的主要研究内容
• 2 系统总体设计分析
• 2.1 NaI（Tl）便携式γ谱仪描述
• 2.2 系统功能分析
• 2.3 系统设计目标
• 2.4 系统总体性能参数
• 3 系统硬件设计
• 3.1 低本底 NaI（Tl）探测器设计
• 3.2 电源设计
• 3.3 程控放大器及成型电路设计
• 3.4 ADC 设计
• 3.5 单片机控制系统设计
• 3.6 系统通讯接口设计
• 3.7 PCB 实现
• 4 系统软件设计
• 4.1 软件设计方法
• 4.2 一体化脉冲幅度分析器软件设计
• 4.3 上位机软件设计
• 5 系统测试及验证
• 5.1 硬件测试
• 5.2 上位机软件测试
• 5.3 系统指标测试
• 5.4 系统软硬件调试中遇到的一些问题及解决方法
• 结论和展望
• 参考文献
• 附录
• 附录 A 硬件原理图（单片机控制系统）
• 主要研究工作及成果
• 致谢